Устройство измерения напряженности электростатического поля

(«)771 570

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 130976 (21) 2403616/18-09 с присоединением заявки М (23) Приоритет(51)М. Кл.

0 01 Я 29/12

Государственный комитет

СССР по делам изобретений н открытнй

Опубликовано 15.1080. Бюллетень hK 38 (53) УДК 621. 317. . 328 (088,8) Дата опубликования описания 151080

Н.И.Азаров, А,С.Вочев, С.М.Голутвин, С.Д.Мрыхин и Е. П. Фигурнов (72) Авторы изобретения

Ростовский -на-Дону институт инженеров железнодорожного транспорта (71) Заявитель (54.) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ НАПРЯЖЕННОСТИ

ЭЛЕКТРОСТАТИЧЕСКОГО ПОЛЯ

Изобретение относится к измерительной технике, а именно к приборам для измерения напряженности постоянного электрического поля. Устройство предназначено для измерения 5 электрического поля вблизи высоковольтных установок постоянного тока, например контактных сетей постоянного тока электрического транспорта.

Известно устройство для измерения электростатического поля, содержащее вибрирующий электрод, возбуждаемый

Электромагнитом, обмотка которого соединена с электростатическим генератором, электрометрический усили- 1з тель и измерительный прибор 11) .

Недостатки этого устройства состоят в малой чувствительности, обусловленной наличием помех от возбуж- 20 дающего источника, и большое потребление энергии для раскачки вибрирующего электрода.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является устрой-2-) ство для измерения электростатического поля, содержащее датчик с заземленным и измерительным электродами, источник возбуждения вибраций измерительного электрода, электрометричес- 30 кий усилитель, систему обратной связи и регистрирующий прибор f2) .

Недостаток этого устройства заключается в большом потреблении энергии от источника питания вследствие того, что часть энергии поглощаетСя в пъезокристалле, который используется для возбуждения измерительного электрода.

Целью изобретения является уменьшение потребляемой энергии от источника питания.

Цель достигается тем, что в устройстве для измерения напряженности электростатического поля, содержащем датчик с заземлением и измерительным электродами, источник возбуждения колебаний измерительного электрода, электрометрический усилитель, вход которого соединен с измерительным электродом, а выход — с регистрирующим прибором, и систему обратной связи, электроды датчика образуют ножки. камертона из Ферромагнитного материала, электрически изолированные в основании посредством слоя диэлектрика, а источник возбуждения и система обратной связи выполнены электромагнитными, магнитопроводы которых охватывают заземленный электрод.

771570

Камертон укреплен на опоре в его центре масс. Кроме того, устройство снабжено постоянным магнитом, расположенным между разветвлениями магни, топроводов.

На чертеже изображена схема устройства согласно изобретению.

Устройство содержит датчик с измерительным электродом 1 и заземленным электродом 2, выполненным иэ упругого ферромагнитного материала, которые образуют ножки камертона, электрически изолированные в его основании через слой твердого диэлектрика 3. Жесткая связь ножек камертона может быть осуществлена болтовым или клеевым креплением. Заземленный электрод с помощью консоли 4 укреплен на опоре 5, жестко связанной с корпусом устройства (на чертеже не показан). Для обеспечения оптимальных условий возбуждения точку закрепления следует располагать в центре масс камертона. Возбуждение колебаний измерительного электрода 1 производится с помощью электромагнитного источника, содержащего воз. буждающую катушку б, соединенную с генератором 7 и расположенную на магнитопроводе 8, охватывающем заземленный электрод 2 ° Стабилизация амплитуды колебаний измерительного электрода 1 осуществляется с помощью электромагнитной системы обратной связи, содержащей катушку 9 обратной связи, включенную в цепь обратной связи генератора 7 и расположенную на магнитопроводе 10, охватывающем заземленный электрод. Между магнитопроводами 8 и 10 расположен поляризующий постоянный магнит 11, полюсы которого касаются магнитопроводов в местах их разветвления, что повышает стабильность колебаний датчика.

Магнитные зазоры в магнитопроводах

8 и 10 должны быть минимальными. Измерительный электрод 1 соединен с входом электрометрического усилителя 12, выход которого подключен к регистрирующему прибору (на чертеже не показан1. Устройство работает следующим образом.

С помощью возбуждающей катушки 6 раскачивают заземленный электрод 2, колебания которого вследствие механического резонанса камертона передаются в противофазе с той же амплитудой измерительному электроду 1.

Колебания измерительного электрода отличаются лостаточно высокой стабильностью. При внесении колеблющегося измерительного электрода в электрическое поле в нем наводится переменное напряжение, которое усиливается электрометрическим усилите5 лем 12.

Переменное магнитное поле возбуждающей катушки б наводит вихревые токи только в заземленном электроде

2, благодаря чему полезный сигнал

1 больше уровня помех и обеспечивается достаточно высокая чувствительность устройства.

Использование механической резонансной системы (камертона) для раскачки измерительного электрода зна15 чительно уменьшает расход энергии от источника питания.

Устройство может быть использовано в портативных полевых приборах для дистанционного определения

Щ уровня напряжения на токоведущих частях электроустановок постоянного тока.

Формула изобретения

25 1. Устройство для измерения напряженности электростатического поля, содержащее датчик с заземленным и измерительным электродами, источник возбуждения колебаний измерительного электрода, электрометрический усилитель, вход которого соединен с измерительным электродом, а выход — с регистрирующим прибором, и систему обратной связи, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью уменьшения потребляемой энергии, электроды датчика образуют ножки камертона из ферромагнитного материала, электрически изолированные в основании посредством слоя диэлектрика, а источник возбуждения

®0 и система обратной связи выполнены электромагнитными, магнитопроводы которых охватывают заземленный электрод.

2. Устройство по п.1, о т л и

45 ч а ю щ е е с я тем, что камертон укреплен на опоре в его центре масс.

3. Устройство по п.1, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что оно снабжено постоянным магнитом, располо5р женным между разветвлениями магнитопроводов

Источники информациии, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР

9 90151» кл. G 01 R 29/12, 1949.

2. Патент Франции 9 2252575, кл.. G 01 R 5/28, опублик. 1975 (прототип), 771570

В .7

Составитель В. Фетина

ТехредА. Щепанская Корректор Н. Григорук

Редактор Т. Юрчикова

Филиал.ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 6687/56 Тираж 1019 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5